天然气发电厂选址及平面规划

天然气发电厂厂址选择、规划和布置
1厂址选择
火力电厂厂址选择是一项政策性和技术性很强的综合性工作，是电力建设工作中非常重要的一环，它不仅关系到电源点布局的合理性，电厂安全经济运行，而且直接影响电厂建设进度和投资。

厂址选择应按规划选厂和工程选厂两个阶段进行，并分别作为初步可行性研究和可行性研究的主要内容之一。

规划选厂应以中长期电力系统发展作为依据；工程选厂应以近期电力系统发展规划为依据，以审定的初步可行性研究报告作为基础。

1.1厂址选择的主要原则
（1）燃机电厂的厂址选择应根据电力规划、天然气管网规划、燃料供应条件、城市(镇)规划、水源、与相邻工矿企业关系、地区自然条件、交通运输、环境保护和建设计划等因素综合考虑。

（2）厂址选择宜利用非可耕地和劣地，减少土石方工程量。

（3）严禁将厂址选在滑坡、岩溶发育程度高的地区或发震断裂地带及地震基本烈度为9度以上的地震区，厂址应避让重点保护的自然区和文化遗址等区域，还应避开有危岩、滚石和泥石流的地段。

（4）选择厂址时，应避开空气经常受悬浮固体颗粒物严重污染的地区。

选择厂址时，应落实燃料和大件设备的运输条件。

选择燃天然气的燃机电厂厂址，应根据天然气管网规划及天然气输气站的布局，使输气管道距离短、连接方便。

（5）选择厂址时，应充分考虑出线条件，并按燃机电厂规划要求留有足够的出线走廊。

（6）厂区边界处的噪声水平应符合GB12348及GB3096的规定。

1.2厂址选择的主要内容
（1）电力系统。

厂址选择应全面调查本项目所在地区的电力系统现状、工业布局及城乡规划、地区发电设备与热力设备开发规划等情况，包括能源资源概况、负荷、电源、电网现状及其存在的主要问题，
（2）燃料。

厂址选择应收集当地或其他地区有关供应点及数量、价格、运输距离及方式等资料，对燃料来源及燃料品质进行分析，必要时进行专题论证。

（3）供热系统。

供热电厂厂址选择，应了解本项目所在地区供热热源分布、供热方式及热网概况，当地环境的基本现状及存在的问题。

并根据城市供热规划及热电联产规划、项目在当地（或区域）供热规划中的位置、承担供热范围及供热现状，以及与其他热源的关系，确定热电厂的供热介质。

并确定供热参数和供热量。

（4）地形、地貌。

厂址选择应调查并收集拟选厂址区域卫星照片、地理位置图、区域位置地形图、城市或工矿区基地规划图、厂区地形图（可研阶段）及土地利用总体规划图等。

（5）交通运输
1)铁路。

应调查并收集相邻铁路技术条件、铁路发展规划、运输组织、专用线接轨条件等资料。

应取得铁路主管部门同意直接转战接轨的文件。

2)公路。

应调查并收集公路技术条件、运输能力及发展规划、专用线连接条件等资料。

3)水路。

应调查并收集航运条件，航运情况，现有码头状况、拟建码头地点及周边的地形、地物（可研阶段）等资料。

（6）水文气象。

应调查并收集河流、水库、海洋（工程地点）、泉水、湖泊洼淀、洪（枯）水、气象等资料。

（7）水源。

1)当采用地下水源时，应收集水文地质勘探报告、抽水试验专题报告，水源地位置、范围。

水文地质条件，相应精度的地下水资源储量及允许开采量。

2)当采用江、河地表水源时，应收集现状及规划条件下取水河段保证率97%、99%的设计枯水流量、枯水位；河流冰况、漂浮物及污染情况等，应取得相应水行政主管部门对电厂建设取排水构筑物的意见；通航河道应取得航道管理部门同意电厂建设排水构筑物的文件。

3)当在已建水库、闸上或不闭塞湖泊取水时，应收集水库设计特征参数、调度运行方式、泥沙来源及淤积等情况，规划条件下保证率为97%的可供水量和最低水位，99%的最低水位，并取得有关主管部门同意电厂建设取排水构筑物的文件。

（8）厂址区域稳定及地震。

调查拟选厂址的地震地质和工程地质等的区域地质情况，查明厂址是否存在活动断裂，以及危害厂址的不良地质现象，对其危害程度和发展趋势作出判断，并提出防治的初步意见。

对可能影响厂址稳定的地址问题进行研究和预测，对拟选厂址的区域稳定性或选定厂址场地的稳定及工程地质条件作出评价。

对于有可能导致地质灾害发生或地质灾害易发区的工程，进行地质灾害危险性评估，提出场地稳定性和适宜性的评价意见。

（9）工程地质及水文地质。

应调查并收集区域地质、工程地质、水文地质、地震、矿藏、建筑经验等资料，并对拟选厂址进行初步勘察，以获得厂址区域初步的地质钻探资料。

（10）环境保护要求。

必须认真考虑环境保护的要求，减少及防止可能对环境带来的污染，应保证厂址选择和布局的合理性，严格遵守国家颁发的环境保护相关法律、法规、规范及标准，防止环境污染和生态破坏。

在进行新建、改建或扩建火力发电厂时，在可行性研究阶段必须进行项目的环境影响评价。

（11）水土保持。

应对厂址环境进行现状分析，对发电厂建设的水土流失影响范围进行预测。

按国家颁布的有关法令、政策、标准和规定，提出项目建设对防治水土流失的控制措施。

1.3厂址选择的技术经济论证
应对拟建厂址的建厂条件和技术经济及主要工程量进行全面的、多方案的比选和论证，做好技术经济效益的分析工作，提出每个厂址方案的优缺点。

通过对两个及以上厂址方案的综合技术经济比较，提出推荐厂址意见和规划容量的建议，并说明存在的问题及对下阶段工作的建议。

2总体规划
发电厂的总体规划工作必须在充分调查研究和掌握资料的基础上进行，要用全局和动态
观点，从工程的经济性、技术的先进性、生产的安全性、发展的合理性上进行全面的衡量和考虑。

2.1 总体规划的主要原则
（1）应按国家批准的发电厂规划容量、结合当地的自然、资源条件及电力系统的发展远景进行，贯彻节约用地的原则。

用地范围应按电厂规划容量，根据建设和施工的需要确定。

全厂生产用地、长前建筑区用地和施工用地面积应遵守现行的国家和行业有关标准的规定。

（2）应按电厂生产工艺的流程要求进行规划。

在满足电厂生产、运输、防火、安全、卫生、环保及水土保持等标准的前提下，应尽量缩短公（铁）路运输距离；缩小建（构）筑物之间的间距，减少厂址用地面积，降低工程造价。

（3）应与城镇、工业区及港区规划相协调，做到有利生产、方便生活、有利扩建、方便施工。

（4）应根据厂址区域的具体地形条件，做好发电厂的防排洪（涝）规划，并充分利用现有的防排洪（涝）设施；当必须新建时，经比选可因地制宜地采用防排洪（涝）堤、防排洪（涝）沟和挡水墙。

防排洪（涝）设施应在初期工程中同步规划。

同时，要防止破坏山体，注意水土保持。

（5）厂区和居住区，应结合场地具体情况、城镇规划和建厂地区的外部条件，因地制宜地确定。

厂区、居住区的规划、宜避免受邻近工矿企业散发有害物质的影响。

（6）正确处理近期建设和远期发展的关系。

不堵死扩建，而应留有余地。

当分期建设时，必须明确本期建设范围。

3厂区总平面布置
厂区总平面布置是发电厂设计中一项综合性和技术性很强的工作，需要从全局出发，深入调查研究，收集必要的基础资料，取得有关单位的协议文件，并与有关专业密切配合，，进行多方面的技术经济比较，力求选择用地少、投资省、建设快、运行费用低和有利生产、方便生活的最合理布置方案。

3.1厂区总平面布置主要原则
（1）厂区总平面布置应按项目核准的规划容量和本期建设规模进行，在满足规划容量、设计合理的前提下，统一规划，分期建设，留有余地，不堵扩建。

（2）建、构筑物的平面和空间组合，应做到分区明确、合理紧凑、生产方便、造型协调、整体性好。

有条件时，辅助厂房和附属建筑宜采用联合布置、多层建筑和成组布置、并应与现有和规划建筑群体相适应。

（3）应以主厂房为中心，以工艺流程顺畅、布置紧凑、节约用地为基本原则，并结合厂区自然地形、设备特点和施工条件，按功能要求进行分区，统筹兼顾、合理安排、因地制宜进行布置，注重环境保护和建筑群体协调美观。

（4）主厂房、冷却塔、烟囱等荷重较大的主要建、构筑物，宜布置在土层均匀、地基承载力较高的地段。

需要抗震设防的发电厂，建筑物宜选择有利的地段，避开不利地段。

（5）生产过程中有易燃或爆炸危险的建、构筑物和储存易燃、可燃材料的仓库等，宜布
置在厂区的边缘地带。

（6）应考虑防爆、防震、防噪声。

在满足工艺要求的前提下，宜使防震、防噪声要求高的建筑物远离振动源和噪声源。

3.2厂区总平面布置主要内容
总平面布置一般包括主厂房区、配电装置区、冷却设施区、各辅助及附属建筑等。

总平面布置应满足防火、卫生和环境保护等规定，因地制宜地综合各种因素，统筹安排全厂建、构筑物的位置；全面地处理好平面与竖向的关系；合理解决地上地下管线、交通运输及绿化美化设施。

3.2.1主厂房布置
主厂房是发电厂中最主要的生产车间，在满足防火、防护间距要求的条件下，根据工程的具体条件，正确确定主厂房的位置，综合考虑生产流程、自然条件、施工和扩建等各方面的因素，处理好与其他各主要生产建筑和辅助、附属建筑的关系。

3.2.1.1主厂房布置一般规定
（1）燃机电厂的厂房布置主要是燃气轮机房、汽轮机房和余热锅炉房的布置，为与DL5000称谓一致，故也称主厂房布置。

燃机电厂的主厂房布置可根据整个机组的工艺流程和设备型式来确定。

既要满足电厂安全运行、检修的需要，又要做到布局紧凑合理，以节约电厂的建设用地和投资。

目前，国内以简单循环方式运行的燃气轮机发电机组几乎全为露天布置，由制造厂提供的紧身罩壳封闭。

然而，联合循环燃机电厂的燃气轮机及余热锅炉可露天布置，亦可室内布置，视燃气轮机、汽轮机的连接型式和布置方式而定。

为力求降低联合循环燃机电厂余热锅炉排烟温度，其汽轮机的热力系统不宜设置多级给水回热系统，汽机房的设备较简单，布置宜紧凑合理。

“管线连接短捷、整齐”是指管道、电缆等管线要短，管道阻力要小，并应满足补偿要求，同时还要安装方便、整齐美观、扩建灵活。

（2）为了提高燃机电厂文明生产水平，对主厂房布置的有关环境条件作了一般规定。

主要是围绕设备的工作环境、工作人员的劳动条件和对主厂房的功能要求而提出的。

沿海地区的发电厂还应考虑盐雾对露天设备、钢结构等的影响。

同时，露天布置的设备还应考虑防火、防爆、防尘、防潮、防腐、防冻、防噪声的要求。

（3）根据系统规划和厂址的条件来明确燃机电厂的规划容量，然后根据规划容量进行燃机电厂的总体规划和考虑扩建条件，以做到有计划地建设燃机电厂，避免增加建设费用和决策失误。

（4）联合循环燃机电厂的主设备布置中，要注意燃气轮机与余热锅炉间排气压损最小，避免使燃气轮机背压升高，减少燃机出力；也应使余热锅炉与汽轮机间蒸汽压损最小，从而提高全厂的效率，即经济性。

（5）主厂房及其内部的设备、表盘、管道和平台扶梯等色调应柔和协调。

平台扶梯及栏杆应齐全、可靠，符合设计和规程要求。

（6）厂区地形对主厂房的布置影响较大，厂区地形不平或高差较大，往往要考虑主厂房
是否采用阶梯布置。

采用阶梯布置时，要特别注意对设备运输、检修等带来不便。

3.2.1.2主厂房布置形式
（1）燃气轮机单独拖动发电机所组成的发电热力循环称简单循环。

而燃气轮机的排气通过余热锅炉热交换后产生蒸汽，蒸汽通过汽轮机拖动发电机发电，这种蒸汽发电热力循环和燃气轮机发电热力循环的组合称联合循环。

这两种循环方式，因设备组合条件不同，所以主厂房布置形式也不相同。

（2）简单循环燃机电厂的主厂房布置：燃气轮机与发电机为一组，一般组与组之间为平行布置，当场地受限制时，组与组之间可以纵向一直线对称或顺向布置。

当组与组之间平行布置时，其宽度应满足辅助设备布置及通道要求。

当组与组纵向一直线布置时，组与组之间应留足发电机抽转子的空间。

简单循环燃机电厂布置时，也应视工程具体要求和条件，当无明确的限制扩建的规定时，应考虑扩建为联合循环的可能性，即留有安装余热锅炉、汽轮发电机组及其附属设备、发电机出线等条件。

（3）联合循环燃机电厂的布置随主设备不同有多轴和单轴设置2种形式：
1联合循环燃机电厂机组的多轴配置，是指燃气轮机与汽轮机分别与各自的发电机连接，以一根以上的轴输出功率。

联合循环发电机组多轴配置时，燃气轮机与发电机为一组，对轴向排气的燃气轮机，组与组之间宜平行布置，此时余热锅炉与燃气轮机组以同轴线连续布置较妥(见图1)。

图1 多轴配置的燃机轴向排气时机组平行布置
对侧向排气的燃气轮机，组与组之间可纵向一直线布置，也可平行布置。

图2为两台燃气轮机布置在同一轴线上，发电机对称布置，两台发电机之间留有抽转子的距离。

发电机也可顺列布置。

两台余热锅炉的中心线分别与燃气轮机中心线垂直。

汽轮机房和集中控制楼位于一台余热锅炉外侧，平行于余热锅炉布置。

两台燃气轮机主变压器和一台汽轮发电机组主变压器均向同一侧的升压站出线。

图3与图2不同的是拉开两台燃气轮机之间的距离，将汽轮机房布置于两台余热锅炉之间，集中控制楼位于汽轮机房的顶端。

图4为两台侧向排气的燃气轮机平行对称布置。

两台余热锅炉处于同一轴线并分别与燃气轮机轴线垂直。

在两台燃气轮机与两台余热锅炉构成的H形空间，靠近燃气轮机发电机端
布置汽轮机房。

图2 多轴配置的燃机侧向排气时机组纵向布置(一)
图3 多轴配置的燃机侧向排气时机组纵向布置(二) 汽轮发电机组与常规火电厂相同要求为室内布置。

至于汽轮机房相对燃气轮机组的布置
形式，一般由主蒸汽管道、循环冷却水、发电机出线和总平面场地条件等因素确定。

图4 多轴配置的燃机侧向排气时机组平行布置
2联合循环燃机电厂的机组单轴配置中，以燃气轮机、发电机、同步离合器和汽轮机为一组的组合形式，主要为SIEMENS-WH和ABB-ALSTOM公司产品，见图5。

图5 单轴配置的余热锅炉—燃机—发电机—汽轮机布置
图6 单轴配置的余热锅炉—燃机—汽轮机—发电机布置燃气轮机、汽轮机和发电机为一组的组合形式主要为GE和MHI的产品，见图6。

前一种配置方案发电机在燃气轮机和汽轮机中间，检修抽转子时需将整台发电机吊出或横向平移到旁边，所以对起吊设施和检修场地必须认真考虑，然而，因汽轮机可采用轴向或侧向排气，便于降低整套机组的中心标高。

组与组之间可平行布置，方便余热锅炉同轴线连续布置；当然，根据具体情况，组与组之间也可纵向一直线布置(特别是室内布置时)。

对于燃气轮机、汽轮机、发电机顺序的配置方案，因汽轮机在中间只能采用向下排汽，从而整套机组需布置在运转层上，抬高了机组的中心标高(但也有利于辅机、厂用电的安置)。

组与组之间宜平行布置(特别是室内布置时)，也可纵向一直线布置。

对于余热锅炉的布置，一般与燃气轮机—汽轮机组同轴线连续或平行布置。

对于老厂扩建或改造，如受场地限制，就可以结合实际情况选择最佳布置方案
3.2.1.3燃气轮机及其辅助设备布置
（1）燃气轮机可采用室内或室外布置。

对环境条件差、严寒地区或对设备噪声有特殊要求的燃机电厂，其燃气轮机宜采用室内布置；燃气轮机采用外置式燃烧器，则也宜采用室内布置。

（2）单轴配置的大容量联合循环发电机组，宜室内布置。

（3）燃气轮机的相关辅助设备应就近布置在其周围。

当燃气轮机室外布置时，辅助设备应根据环境条件和设备本身的要求设置防雨、伴热或加热设施。

3.2.1.4余热锅炉及其辅助设备布置
（1）余热锅炉宜露天布置。

当燃机电厂地处严寒地区时，余热锅炉可室内布置或采用紧身封闭。

（2）余热锅炉的辅助设备、附属机械及余热锅炉本体的仪表、阀门等附件露天布置时，应根据环境条件和设备本身的要求考虑采取防雨、防冻、防腐等措施。

3.2.1.5汽轮机布置
（1）汽轮机应室内布置。

当汽轮机为轴向或侧向排汽时，汽轮机应低位布置；当汽轮机为垂直向下排汽时，汽轮机应高位布置。

（2）辅助设备布置应符合以下规定：
1 汽轮机的主油箱、油泵及冷油器等设备宜布置在汽轮机房零米层并远离高温管道。

对汽轮机主油箱及油系统必须考虑防火措施。

在主厂房外侧的适当位置，应设置事故油箱(坑)，其布置标高和油管道的设计，应能满足事故时排油畅通的需要。

事故油箱(坑)的容积不应小于一台最大机组油系统的油量。

事故放油门应布置在安全及便于快速操作的位置，并有2条人行通道可以到达。

2 除氧器给水箱的安装标高，应满足各种工况下，给水泵不发生汽蚀的要求。

（3）凝汽器胶球清洗装置宜布置在凝汽器旁。

3.2.1.6控制室布置
（1）联合循环燃机电厂，宜设机炉电集中控制室。

（2）集中控制室宜布置在汽轮机房侧的集控楼内，或布置在2套或4套联合循环机组中间的集控楼建筑内。

集控楼宜分层布置自动控制设备、计算机室、继电器室、电缆夹层、空调设备及其他工艺设施和必要的生活设施等。

集控楼内应有良好的空调、照明、防尘、防振和防噪声等措施。

（3）集控楼及集中控制室的出入口应不少于2个，集控室净空高度应不小于3.2m。

3.2.1.7布置参考示意图
以下就美国通用电气（GE）的350MW级燃气-蒸汽联合循环机组的主厂房典型布置做一描述。

3.2.1.7.1望亭电厂（GE机型）
望亭电厂装设有2套350MW燃气-蒸汽联合循环机组（GE STAG109FA-SS）。

联合循环
机组采用“1+1+1+1”单轴配置形式，即每套机组安装1台燃气轮机、1台余热锅炉、1台蒸汽轮机和1台发电机，其中燃气轮机、蒸汽轮机和发电机布置在一根轴上。

机岛设备采用GE 公司的PG9351FA型燃气轮机，D10型汽轮机和390H型发电机。

余热锅炉采用杭州锅炉集团有限公司的三压、再热、无补热、卧式自然循环锅炉，室外露天布置。

机岛为室内布置。

两台机组中心距离为52m。

主厂房横向尺寸从1号柱到烟囱中心距离为98.801m，主厂房纵向尺寸从A轴线到J轴线为92m。

3.2.1.7.1.1主厂房布置
图7~图9为望亭电厂主厂房运转层布置图和主厂房剖面图。

图7 望亭电厂主厂房运转层布置图
图8 望亭电厂主厂房剖面图（一）
每台机组一个单元，其横向尺寸为67m，纵向尺寸为40m，其中毗屋12m。

整个机岛厂
房布置分三层。

底层布置燃气轮机发电机组的辅助设备（如润滑油模块、水洗模块）、凝汽器、凝结水泵、真空泵、闭式冷却水热交换器、闭式冷却水泵、开始冷却水泵及开式；冷却水电动滤水器等。

中间层（6.45m层）注意布置各种管道，例如：主蒸汽管、再热蒸汽热段、再热蒸汽冷段、旁路蒸汽管道，以及主汽门、中联门等。

运转层（11m层）横向布置燃气-蒸汽联合循环机组，其顺序为发电机、汽轮机、压气机、燃烧室、燃气轮机，同轴布置，轴心标高为11.914m。

宽度为12米的毗屋，其底层布置厂用配电间、润滑油模块和水洗模块等。

中间层（6.45m 层）布置低压配电间及蓄电池室。

室外屋顶（相当于11m层）布置压气机吸风装置。

3.2.1.7.1.2余热锅炉区域
余热锅炉为卧式布置，从烟气入口到烟囱中心线距离为32.71m，每台余热锅炉设1烟囱，烟囱内径为6.86m，烟囱高度为70m。

每座余热锅炉设3个汽包，高压汽包中心标高为28.30m，中压汽包中心标高为27.85m，低压汽包中心标高为28.45m。

余热锅炉区域底层布置高压锅炉给水泵、中压锅炉给水泵、低压省煤器再循环泵、连续排污扩容器和定期排污扩容器。

余热锅炉区域设置12mx6mx4m的机组排水槽。

3.2.1.7.1.3集中控制室布置
二单元机岛厂房之间设有集中控制楼，其底层布置厂用配置间，6.45层布置低压配电间及蓄电池室。

运转层标高时布置控制室和电子设备室。

3.2.1.7.1.4主厂房内检修起吊设施
机岛厂房内设有2台桥式起重机，起吊质量分别为100/20t和15t，其跨度为26.5m，轨顶标高为26.10m。

桥式起重机检修起吊最重件为燃气轮机转子，不考虑使用主行车来起吊安装发电机定子。

运转层采用大平台结构。

检修时，燃气轮机、汽轮机和发电机的部件，以及其他辅助设备可以利用主行车和辅助行车起吊，并放置在运转层平台上。

3.2.2配电装置布置
110kV及220kV以上配电装置一般多采用屋外布置方式。

在严重污染地区，如附近有大的钢铁厂、冶炼厂、化工厂、水泥厂等散发灰尘和有害气体的地区、土石方工程较大且地形狭窄地区、海滨盐雾腐蚀地区，以及高产农田果地地区，可考虑采用屋内布置。

配电装置的架空高压输电线出电方向应与城镇和工业区的规划相协调，厂区附近的输电线路应有统一的规划，注意排列整齐，避免相互交叉跨越。

应按规划容量的出现回路预留足够的走廊宽度，在此范围内，不得建设永久性的建筑物。

3.2.3冷却设施区布置
（1）冷却设施布置主要原则
1）尽量缩短到汽轮机凝汽器的循环水管沟长度。

2)尽量减少冷却设施对周围环境的影响。